DE19640778A1 - Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegenständen durch Sprühentladungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegenständen wie Folien, Platten oder Formteile durch elektrische Sprühentladungen, bestehend aus einer in einem Unterkasten angeordneten Führungselek­ trode für die zu behandelnden Gegenstände und zumindest einer ihr gegenüberliegenden, in einem Oberkasten ange­ ordneten Sprühelektrode, welche an einem der Führungs­ elektrode entgegensetzten elektrischen Potential ange­ schlossen ist, wobei der Oberkasten und Unterkasten unter Bildung eines Einlaß-Schlitzes an einer Seite der Führungselektrode und eines Auslaß-Schlitzes an der ge­ genüberliegenden Seite der Führungselektrode einen die Sprühelektrode oder Sprühelektroden und die Führungselek­ trode abschirmenden geschlossenen Raum bilden.

Eine Vorrichtung der vorstehenden Art ist Gegenstand der DE-U-73 28 009. Bei der bekannten Vorrichtung dienen der Oberkasten und Unterkasten dazu, ein Berühren hochspan­ nungsführender Teile der Vorrichtung auszuschließen. Die Schrift befaßt sich nicht damit, wie ein Austritt elek­ tromagnetischer Felder oder der von Ozon aus der Vorrich­ tung oder das Ansaugen von explosiven Gasen aus der Umge­ bung verhindert werden kann.

Aus Gründen des Umwelt- und Arbeitsplatzschutzes müssen heute solche Vorrichtungen so ausgebildet sein, daß kein Ozon austreten kann. Werden die Vorrichtungen in Räumen eingesetzt, in welche explosive Gase gelangen können, dann muß zusätzlich sichergestellt sein, daß diese nicht in die Vorrichtung eingesaugt werden können, weil es anderenfalls durch die Coronaentladungen zu einem Zün­ den der Gase kommen würde. Eine weitere Forderung bei heutigen Anlagen besteht darin, daß möglichst keine elektromagnetische Strahlung austreten darf, durch welche in der Nähe befindliche Personen oder elektronische Ein­ richtungen gestört werden könnten.

Durch die US-A-4,446,110 ist es auch schon bekannt, an einer Seite einer Sprühelektrode eine Überdruckkammer und an ihrer anderen Seite eine Unterdruckkammer anzuordnen. Dadurch kann man über Rohrleitungen der Vorrichtung Kühl­ luft zuführen und diese ebenfalls über Rohrleitungen wie­ der abführen. Nachteilig bei dieser, in der Fig. 2 der genannten Schrift gezeigten Vorrichtung ist, daß von der Unterdruckkammer nicht nur Luft aus der Überdruckkammer durch die sprühende Zone der Sprühelektrode hindurch, sondern auch Luft aus der Umgebung angesaugt wird, da die Unterdruckkammer an der der Führungselektrode zugewandten Seite offen ist und dort auch offen sein muß, damit die zu behandelnde Folie zugeführt werden kann. Selbst wenn man für die Zuführung der zu behandelnden Folie nur einen engen Spalt vorsehen würde, käme es dort zu einem Ansau­ gen von Raumluft, weil dieser Spalt notwendigerweise in die Unterdruckkammer führen müßte.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine möglichst gute Kühlung der Sprühelektrode oder Sprühelek­ troden möglich ist, ohne daß die Gefahr eines Ansaugens explosiver Gase aus der Umgebung oder eines Austritts von Ozon oder elektromagnetischer Strahlung besteht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Oberkanten zumindest in zwei äußere Überdruckkammern und eine dazwischenliegende Unterdruckkammer unterteilt ist und der Einlaß-Schlitz in die eine Überdruckkammer und der Auslaß-Schlitz in die andere Überdruckkammer münden und daß zur Kühlung der Sprühelektrode oder Sprühelektroden eine Strömungsverbindung von zumindest einer Überdruckkammer durch die sprühende Zone der Sprüh­ elektrode oder Sprühelektroden hindurch zur Unterdruck­ kammer besteht.

Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß dort, wo der Einlaß-Schlitz in die Vorrichtung und der Auslaß-Schlitz aus ihr heraus führt, stets Überdruck herrscht. Deshalb kann keine Umgebungsluft in die Vorrichtung ein­ gesaugt werden, so daß ein vollkommener Explosionsschutz besteht. Da während des Arbeitens der Vorrichtung ständig Luft von den Überdruckkammern durch die sprühende Zone der Sprühelektrode hindurch in die Unterdruckkammer ge­ saugt oder durch den Überdruck gepreßt wird, kann Ozon kontrolliert von der Unterdruckkammer einer Reinigungs­ anlage zugeführt werden, so daß eine Belastung der Umge­ bung durch Ozon auszuschließen ist. Die erfindungsgemäße Bauweise der Vorrichtung erlaubt es zugleich, diese so abzukapseln, daß es zu keinem schädlichen Austritt elektromagnetischer Strahlung kommen kann.

Die Zuluft wird durch Rohre einer Düse zugeleitet, deren Strahl möglichst auf die Führungselektrode unterhalb der Sprühelektroden gerichtet ist. Das bewirkt, daß eine gleichmäßige Kühlung nicht nur der Sprühelektroden, son­ dern auch der Führungselektrode erreicht wird. Diese An­ ordnung gestattet auch die Einleitung von Gasen, welche neutral als Schutzgas oder auch aggressiv sein können. Durch letzteres wird die Vorbehandlung verbessert. Statt durch Coronaentladungen kann eine solche Vorrichtung auch zur rein chemischen Behandlung von Folien betrieben wer­ den.

Eine Drosselklappe am Ausgang der Unterdruckkammer kann einen Rückstau erzeugen, welcher sich auf den ganzen In­ nenraum verteilt. Ein solches System könnte dann als reine Überdruckanlage betrieben werden, wobei ein Absaug­ ventilator entfallen würde. Das hat den Vorteil, daß mehrere Stationen an ein gemeinsames Abluftsystem ange­ schlossen werden können, welches bei einer Absaugung meh­ rerer Anlagen parallel nicht möglich ist, da die Luftver­ teilung sich zu Gunsten der Anlage konzentrieren wird, die den geringsten Widerstand bietet. Zur Erreichung der Sicherheit gegen das Austreten elektromagnetischer Strah­ lung können zwischen aneinanderstoßenden Teilen federähn­ liche Streifen zwecks elektrischer Verbindung angebracht werden.

Die Vorrichtung ist besonders leistungsfähig und zugleich äußerst einfach aufgebaut, wenn sie zumindest zwei Sprüh­ elektroden enthält und jede Sprühelektrode die führungs­ elektrodenseitige Begrenzung einer die jeweilige Über­ druckkammer von der Unterdruckkammer trennenden Schott­ wand bildet. Hierdurch werden beide Sprühelektroden durch den von den beiden Überdruckkammern zur Unterdruckkammer führenden Luftstrom intensiv gekühlt.

Durch den Einlaß-Schlitz und Auslaß-Schlitz austretende elektromagnetische Strahlung ist zur Erde hin gerichtet, so daß sie in dem Raum nicht stört, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Einlaß-Schlitz und der Auslaß-Schlitz schräg von unten in die jeweilige Überdruckkammer hineinführen.

Der Einlaß-Schlitz und der Auslaß-Schlitz können eine solche Länge aufweisen, daß sich in ihnen elektromagne­ tische Strahlung "totläuft", wenn der Unterkasten von der Seite aus gesehen trapezförmig ausgebildet ist und die Führungselektrode als Walze mit einem Teil ihrer Mantel­ fläche über die kürzere Grundfläche hinausragt, wenn die die Schenkel des Trapezes bildenden Seitenflächen zu­ gleich eine Begrenzung des Einlaß-Schlitzes und des Aus­ laß-Schlitzes bilden und wenn die jeweils andere Begren­ zung des Einlaß-Schlitzes und des Auslaß-Schlitzes durch parallel zu den Seitenflächen verlaufende Wände des Oberkastens gebildet ist.

Der Oberkasten und Unterkasten sind für die elektromagne­ tische Abschirmung ausreichend leitend miteinander ver­ bunden, wenn der Oberkasten jeweils seitlich neben dem Einlaß-Schlitz und Auslaß-Schlitz flächig auf dem Un­ terkasten aufsitzt und mittels EM-Dichtungsmittel als Zwischenlager versehen ist. Das gilt auch für die abnehm­ bare Haube.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schottwand jeweils als radial zur Führungselektrode ausgerichteter Führungska­ sten ausgebildet und die Sprühelektrode in diesem Füh­ rungskasten radial zur Führungselektrode verstellbar an­ geordnet ist.

Eine separate Abschirmung des Transformators und der von ihm zu der Vorrichtung führenden Leitungen ist unnötig, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Oberkasten zugleich einen Transformator für die erforder­ liche Hochspannung enthält.

Aus den gleichen Gründen ist es vorteilhaft, wenn der Oberkasten zusätzlich einen Hochspannungsgenerator ent­ hält.

Der Transformator und gegebenenfalls auch der Hochspan­ nungsgenerator können im Oberkasten ein sein Hochschwen­ ken erleichterndes Gegengewicht bilden, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Oberkasten an einer Stirnseite des Unterkastens um eine Achse schwenkbar mit diesem verbunden ist und über die Achse hinausragt und wenn der Transformator und gegebe­ nenfalls der Hochspannungsgenerator in dem überragenden Bereich des Oberkastens angeordnet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von teilweise stark schematisch in der Zeichnung darge­ stellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsge­ mäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vor­ richtung.

Wie die Fig. 1 zeigt, hat die erfindungsgemäße Vorrich­ tung einen von der Seite aus gesehen trapezförmigen Un­ terkasten 1, auf welchem von oben her ein Oberkasten 2 aufsitzt. Der Unterkasten 1 und der Oberkasten 2 bestehen aus einem elektromagnetische Strahlung abschirmenden Ma­ terial, üblicherweise Stahlblech. Im Unterkasten 1 ist eine Führungselektrode 3 drehbar mittels Lager 4 beidsei­ tig gelagert. Diese Führungselektrode 3 ist elektrisch leitend ausgebildet und liegt an Erdpotential an. Über sie wird eine zu behandelnde Folie 5 geführt. Hierzu sind unterhalb der Drehachse der Führungselektrode 3 zwei Umlenkwalzen 6, 7 gehäusefest angeordnet. Von der Umlenkwalze 6 läuft die Folie 5 durch einen Einlaß-Schlitz 8 tangential zur Führungselektrode 3 nach oben, wo sie zurück nach unten umgelenkt wird und dann die Vorrichtung über einen Auslaß-Schlitz 9 verläßt.

Der Einlaß-Schlitz 8 ist seitlich durch eine Seitenflä­ che 10 des Unterkastens 1 und eine hierzu parallel lau­ fende Wand 11 des Oberkastens 2 begrenzt und führt vom Oberkasten 2 schräg nach unten. Entsprechend ist der Auslaß-Schlitz 9 durch eine Seitenfläche 12 des Unter­ kastens 1 und eine Wand 13 des Oberkastens 2 begrenzt.

Wichtig für die Erfindung ist, daß der Oberkasten 2 durch zwei Schottwände 14, 15 in zwei äußere Überdruck­ kammern 16, 17 und eine dazwischenliegende Unterdruck­ kammer 18 unterteilt ist. Überdruckstutzen 19, 20 dienen der Versorgung der Überdruckkammern 16, 17 mit Überdruck, während die Unterdruckkammer 18 über einen Unterdruck­ stutzen 21 mit einer Unterdruckquelle Verbindung hat. Der Einlaß-Schlitz 8 führt schräg von unten in die Über­ druckkammer 16, während der Auslaß-Schlitz 9 von der Überdruckkammer 17 schräg nach unten verläuft.

Die Schottwände 14, 15 enthalten an ihrer der Führungs­ elektrode 3 zugewandten Seite zwei mit geringem Abstand zur Führungselektrode 3 verlaufende, an gleichem, jedoch zur Führungselektrode 3 entgegengesetztem Potential lie­ gende Sprühelektroden 22, 23. Zwischen diesen Sprühelek­ troden 22, 23 und der Führungselektrode 3 bilden sich beim Arbeiten der Vorrichtung sprühende Zonen 24, 25. Zur Kühlung der Sprühelektroden 22, 23 wird jeweils ein Luft­ strom von den Überdruckkammern 16, 17 durch die sprühen­ den Zonen 24, 25 hindurch in die Unterdruckkammer 18 ge­ saugt.

Die Schottwände 14, 15 sind jeweils als Führungskasten ausgebildet. In diesen sind die Sprühelektroden 22, 23 mittels einer Verstelleinrichtung 29 radial zur Führungs­ elektrode 3 verstellbar angeordnet. Eine Druckfeder 30 ist dabei so eingebaut, daß sie die Sprühelektroden 22, 23 in einem geringen Abstand zur Führungselektrode 3 hält, jedoch ein Ausweichen gegen die Kraft der Druckfe­ der 30 nach oben ermöglicht.

Die Schottwände 14, 15 sind gleichzeitig als Traverse ausgebildet, so daß die Seitenwände auf genaue Distanz gehalten werden und daher weitere Traversen eingespart werden können. Zur Kontrolle des Luftspaltes sind Sicht­ fenster 38 in dem Deckel des Oberkastens 2 vorgesehen. Eine Drosselklappe 40 in der Abluftleitung ermöglicht es, den Innendruck in der geschlossenen Anlage so einzustel­ len, den Austritt der Luft aus den Überdruckkammern 16, 17 über den Auslaß-Schlitz und Einlaß-Schlitz zu re­ geln.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Oberkasten 2 um eine Achse 26 schwenkbar mit dem Unterkasten 1 verbunden ist. In Fig. 2 gesehen nach links ragt der Oberkasten 2 über den Un­ terkasten 1 hinaus und enthält in diesem Bereich zur Energieversorgung der Sprühelektroden 22, 22a; 23, 23a einen Transformator 27 und einen Hochspannungsgenerator 28. Um ein automatisches Abklappen des Oberkastens 2 zu ermöglichen, beispielsweise zwecks Einführung einer Folie 5, sind Luftzylinder 36 angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 Unterkasten
2 Oberkasten
3 Führungselektrode
4 Lager
5 Folie
6 Umlenkwalze
7 Umlenkwalze
8 Einlaß-Schlitz
9 Auslaß-Schlitz
10 Seitenfläche
11 Wand
12 Seitenfläche
13 Wand
14 Schottwand
15 Schottwand
16 Überdruckkammer
17 Überdruckkammer
18 Unterdruckkammer
19 Überdruckstutzen
20 Überdruckstutzen
21 Unterdruckstutzen
22 Sprühelektrode
23 Sprühelektrode
24 sprühende Zone
25 sprühende Zone
26 Achse
27 Transformator
28 Hochspannungsgenerator
29 Verstelleinrichtung
30 Druckfeder
31 Blasluftrohre
32 Luftdüse
33 Düsenschlitz
34 Gelenk
35 fester Leitbolzen
36 Druckluftzylinder
37 abnehmbare Haube
38 Klarsichtscheibe
39 Abschirmgitter
40 Drosselklappe

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche von Gegen­ ständen wie Folien, Platten oder Formteile durch elektri­ sche Sprühentladungen, bestehend aus einer in einem Un­ terkasten angeordneten Führungselektrode für die zu be­ handelnden Gegenstände und zumindest einer ihr gegenüber­ liegenden, in einem Oberkasten angeordneten Sprühelek­ trode, welche an einem der Führungselektrode entgegen­ setzten elektrischen Potential angeschlossen ist, wobei der Oberkasten und Unterkasten unter Bildung eines Ein­ laß-Schlitzes an einer Seite der Führungselektrode und eines Auslaß-Schlitzes an der gegenüberliegenden Seite der Führungselektrode einen die Sprühelektrode oder Sprühelektroden und die Führungselektrode abschirmenden, geschlossenen Raum bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberkasten (2) zumindest in zwei äußere Überdruckkam­ mern (16, 17) und eine dazwischenliegende Unterdruckkam­ mer (18) unterteilt ist und der Einlaß-Schlitz (8) in die eine Überdruckkammer (16) und der Auslaß-Schlitz (9) in die andere Überdruckkammer (17) münden und daß zur Kühlung der Sprühelektrode (22, 22a; 23, 23a) oder Sprüh­ elektroden (22, 22a; 23, 23a) eine Strömungsverbindung von zumindest einer Überdruckkammer (16, 17) durch die sprühende Zone (24, 25) der Sprühelektrode (22, 22a; 23, 23a) oder Sprühelektroden (22, 22a; 23, 23a) hindurch zur Unterdruckkammer (18) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest zwei Sprühelektroden (22, 22a; 23, 23a) enthält und jede Sprühelektrode die führungselektro­ denseitige Begrenzung einer die jeweilige Überdruckkammer (16, 17) von der Unterdruckkammer (18) trennenden Schott­ wand (14, 15) bildet.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaß-Schlitz (8) und der Aus­ laß-Schlitz (9) schräg von unten in die jeweilige Über­ druckkammer (16, 17) hineinführen.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterkasten (1) von der Seite aus gesehen trapezförmig ausgebildet ist und die Führungselektrode (3) als Walze mit einem Teil ihrer Mantelfläche über die kürzere Grundfläche hinaus­ ragt, daß die die Schenkel des Trapezes bildenden Sei­ tenflächen (10, 12) zugleich eine Begrenzung des Einlaß-Schlitzes (8) und des Auslaß-Schlitzes (9) bilden und daß die jeweils andere Begrenzung des Einlaß-Schlitzes (8) und des Auslaß-Schlitzes (9) durch parallel zu den Seitenflächen (10, 12) verlaufende Wände (11, 13) des Oberkastens (2) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberkasten (2) jeweils seitlich neben dem Einlaß-Schlitz (8) und Aus­ laß-Schlitz (9) flächig auf dem Unterkasten (1) aufsitzt und mittels EM-Dichtungsmittel als Zwischenlager versehen ist.

6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottwände (14, 15) jeweils als radial zur Führungselektrode (3) ausgerichteter Führungskasten ausgebildet und die Sprüh­ elektrode (22, 22a; 23, 23a) in diesem Führungskasten ra­ dial zur Führungselektrode (3) verstellbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberkasten (2) zugleich einen Transformator (27) für die erforderliche Hochspannung enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberkasten (2) zusätzlich einen Hochspannungsge­ nerator (28) enthält.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Oberkasten (2) an einer Stirnseite des Unterkastens (1) um eine Achse (26) schwenkbar mit diesem verbunden ist und über die Achse (26) hinausragt und daß der Transformator (27) und gegebenenfalls der Hochspannungsgenerator (28) in dem überragenden Bereich des Oberkastens (2) angeordnet sind.